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Raspberry Pi als FM-Senderchen

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Ohne Hardwareaufwand, außer eventuell einem Stück Draht für die Antenne, lässt sich der Raspberry Pi in einen FM-Sender verwandeln. Der Code, mittels dem der Mini-PC zum einfachen UKW-Sender wird, entstand an der Imperial College Robotik Society in London im Rahmen eines #pihack-Wochenendes für das Schulprojekt "Code Club". Gesponsert von der Raspberry Pi Foundation soll beim Code Club 9- bis 11-jährigen Schülern und Schülerinnen das Programmieren auf kreative Weise beigebracht werden.

Das FM-Signal wird durch Modulation der GPIO-Clock generiert; diese liegt beim Raspberry Pi auf Pin 7 des GPIO-Ports an (siehe Abbildung). Die Trägerfrequenz wird vom 500-MHz-Clock-Signal abgeleitet und kann im Bereich zwischen 1 MHz und 250 MHz eingestellt werden. Wegen der Rechteckform des Clocksignals und allgemeiner Nichtlinearitäten setzt der Raspi neben dem Hauptsignal auch Oberwellen bei Vielfachen der Trägerfrequenz ab (wer selbst tüfteln möchte: die sollten sich mit einem Tiefpassfilter entfernen lassen).

Der GPIO-Port des Raspberry Pi lässt sich mit einer Software so ansteuern, dass er darüber UKW-Signale sendet -- freilich zu "laut" und damit außerhalb der Zulassungsrichtlinien für private UKW-Sender.

Zum Ausprobieren braucht man den in Python und C programmierten Abspieler der Code-Club-Tüftler. Die kostenlos zum Download erhältliche Software erwartet ein Monoaudiosignal in Form einer Wave-Datei mit 16 Bit Auflösung und 22,05 kHz Abtastrate. Die Entwickler geben in ihrem Wiki zwar eine Abtastrate von 44,1 kHz an, aber solche Wave-Dateien spielt der Sender nur mit halber Geschwindigkeit ab. Übliche Wave-Dateien mit Stereoaudio und 44,1 kHz lassen sich leicht anpassen – zum Beispiel mit dem OpenSource-Tool mplayer:

mplayer -quiet -vo null -vc dummy -af resample=22050,channels=1 -ao pcm:waveheader:file=file_out_22kHz.wav file_in.wav

An den Klang sollte man keine allzu großen Anforderungen stellen. Für einen Sender, den man in nicht mal fünf Minuten zum Laufen bekommt, klingt der Raspi aber dennoch beeindruckend.

Das ganze ist in Deutschland in dieser Bauform illegal, allein schon weil der Raspi sein CE-Zeichen nicht für diese Betriebsart bekommen haben kann. Zudem erlaubt die Bundesnetzagentur zwar seit 2006 den Betrieb von Mini-UKW-Sendern, aber diese dürfen nicht mehr als 50 nW abstrahlen (max. effektive Strahlungsleistung). Damit lässt sich üblicherweise ein Umkreis von rund 10 Metern abdecken. Der Raspi dürfte aber die zulässige Sendeleistung locker überschreiten. Experimentierfreudige Nutzer berichten, dass er auch mehrere 100 Meter überbrückt, wenn man ein Stück Draht am Ausgangspin anlegt. Deshalb und auch wegen den Harmonischen, muss man von einem Betrieb hierzulande abraten.

Die Entwickler haben den Code gemäß der GPL lizenziert und zum Download freigegeben. (Friederike Maier) / (dz)